基于Arduino平臺開發(fā)的無線溫度和濕度監(jiān)控器

本篇文章主要介紹了使用Arduino平臺以及價格低廉且易于使用的ASK發(fā)送器/接收器模塊，為孩子或嬰兒房間安裝一款DIY自制的無線溫度和濕度監(jiān)控器。在發(fā)送端，Arduino nano使用DHT22傳感器感測室溫和濕度，并通過433 MHz ASK RF鏈路將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端Arduino。接收方Arduino解碼接收到的字節(jié)并將信息顯示在LCD屏幕上。 RF傳輸?shù)氖覂?nèi)范圍約為100英尺，這足以滿足常見的室內(nèi)面積。

所需的組件

您將需要以下物品來構(gòu)建此項目：

● ASK發(fā)送器/接收器對

● 兩個Arduino開發(fā)板。在發(fā)射端使用Arduino Nano，在接收端使用Arduino Uno。

● 一個諾基亞5110 LCD，用于在接收端顯示數(shù)據(jù)

● 一個DHT22傳感器，用于在發(fā)射端上測量溫度和濕度

● 兩個LED和兩個330Ω電阻

● 電線、面包板、原型板等。

ASK RF套件簡介

在國內(nèi)和國際市場上，都可以在線購買使用各種ASK Tx / Rx模塊。其中有些帶有彈簧天線，有些則沒有。對于沒有天線的天線，您可以將?20cm的導線連接到電路板上的天線針。下圖顯示了您可以在eBay和Amazon上購買的一些ASK RF模塊。

在本文中，我們使用了NiceRF公司生產(chǎn)的高質(zhì)量ASK RF模塊。這些模塊的優(yōu)點是它們非常緊湊，面包板和PCB友好，由高質(zhì)量PCB制成，配有銅制彈簧天線，并具有合理的傳輸范圍。

發(fā)送器的硬件設(shè)置

ASK發(fā)送器模塊具有三個引腳：VCC、數(shù)據(jù)和接地。根據(jù)制造商的不同，它們的順序可能不同。因此，請務必仔細查看引腳，以識別這些模塊上的數(shù)據(jù)和電源引腳。 VCC和Gnd引腳連接到Arduino Nano的+ 5V和Gnd引腳，而Tx模塊的數(shù)據(jù)引腳連接到Arduino的數(shù)字I / O引腳12。 LED還與串聯(lián)的限流電阻一起連接到I / O引腳11。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，該LED點??亮。

發(fā)送電路（與LED串聯(lián)的電阻為330歐姆）

將上面的電路連接到面包板上，如下圖所示。

接收端的電路設(shè)置

接收模塊同樣包含VCC、Gnd和Data三個引腳。某些模塊可能具有多個數(shù)據(jù)引腳。在這種情況下，您可以使用它們中的任何一個，因為它們都連接在一起。在接收端，Rx模塊的數(shù)據(jù)引腳輸出，并由Arduino引腳讀取。在本文中，它連接到Arduino的D11引腳。與發(fā)送端類似，連接到D3引腳的LED指示接收發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)。諾基亞5110 LCD也連接到接收端Arduino，以顯示遠程站的溫度和濕度。在本文中，我在接收端使用Crowduino Uno。請注意，諾基亞5110 LCD的工作電壓為3.3V。如果您的Arduino開發(fā)板工作在5.0V，則在Arduino和LCD之間需要一個電壓轉(zhuǎn)換器。下圖更詳細地顯示了接收端的連接。

我使用了通用的Arduino原型板來構(gòu)建上述電路。下圖顯示了焊接在Arduino proto-shield上的組裝好的接收器電路

軟件代碼

該項目使用由Mike McCauley編寫的Arduino VirtualWire庫。該庫支持市場上眾多的低成本RF發(fā)送器和接收器，并允許通過ASK調(diào)制發(fā)送短消息。在此項目中，Tx端的Arduino從DHT22傳感器讀取溫度和濕度，將兩個讀數(shù)合并為一個字符串，然后通過RF鏈接發(fā)送。在接收端，Arduino從接收的字符串中提取兩個讀數(shù)，并在諾基亞5110 LCD上顯示數(shù)據(jù)。您可以從以下鏈接下載用于Tx和Rx末端的VirtualWire庫和Arduino代碼。

● 下載VirtualWire庫

● 下載用于發(fā)送端的Arduino代碼

● 下載用于接收端的Arduino代碼

輸出

將固件上傳到兩個Arduino開發(fā)板后，該項目就可以進行測試了。您可以將Tx模塊放置在要遠程監(jiān)控溫度和濕度的地方，并將Rx模塊放置在100英尺范圍內(nèi)。您應該在LCD屏幕上看到測量值，如下所示：

可以通過在Rx端添加蜂鳴器，并編程Arduino以在溫度和/或濕度超出預設(shè)極限值時發(fā)出警報來進一步擴展該項目。
編輯：hfy